CN115820350A - 一种表面活性剂增效型泡沫清洗剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种表面活性剂增效型泡沫清洗剂及制备方法，属于清洗剂技术领域。按照摩尔质量百分比包括有：阴离子表面活性剂5‑15％，阳离子表面活性剂5‑15％，非离子表面活性剂5‑15％，其他化学上可接受的物质0‑50％，余量为水。本发明采用异构型非离子表活，解决了阴阳离子表面活性剂稳定性差的问题，能够使清洗剂的在高盐、高浓度或者强酸、强碱环境下均能够达到良好的稳定性，清洗剂的适用范围更广。
Description
技术领域
本发明涉及清洗剂技术领域，具体涉及一种表面活性剂增效型泡沫清洗剂及制备方法。
背景技术
泡沫清洗剂主要是通过表面活性剂产生丰富的泡沫和表面活性，用于去除硬表面上的油污、脂肪、蛋白质、多糖等平常难以去除的污渍，目前泡沫清洗剂添加的表面活性剂主要分为以下几种：
①含有单类阴离子或阳离子或非离子或两性离子表面活性剂的清洗剂；
②阴离子-非离子表面活性剂组成的泡沫清洗剂；
③阳离子-非离子表面活性剂组成的泡沫清洗剂；
④非离子-两性离子表面活性剂的组合；
⑤阴离子-两性离子表面活性剂的组合。
采用阴/阳离子表面活性剂的组合应用到泡沫清洗剂中，利用阴离子与阳离子之间的强烈静电作用而产生高表面活性，降低表面张力和最低使用浓度，提升润湿性和泡沫稳定性，从而解决表面活性剂添加量高、使用浓度高、润湿性和泡沫稳定性差的问题。
但由于阴/阳离子正负电荷的中和，在高浓度、高盐或者强酸、强碱环境下易形成不溶性的大胶团，从而发生沉淀和悬浮，影响使用。而目前的清洗剂主要是酸性清洗剂和碱性清洗剂，因此阴阴/阳离子表面活性剂的组合应用受到限制。在阴-阳离子体系复配的强酸、强碱清洗剂中，加入非离子表面活性剂能够在一定程度上解决阴阳离子体系不稳定的问题，现有用于清洗剂的非离子表面活性剂主要包括烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基多糖等，这类非离子表面活性剂具有配伍性强、价格便宜的特点，但这些常规的直链型非离子表面活性剂疏水基团空间位阻大，对阴阳离子表面活性剂形成的不溶性胶团增溶效果差，难以彻底解决阴/阳离子表面活性剂的组合应用受限的问题。并且传统直链的非离子表面活性剂自身水溶性和润湿性差，因此在阴-阳-直链非离子表活体系中，需要加入额外的增溶剂和稳定剂，才能够使阳离子和阴离子稳定，因此阴阳非体系的原料成本高，并且效果不显著。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种表面活性剂增效型泡沫清洗剂及制备方法。本发明中的增效泡沫清洗剂通过阴-阳表面活性剂体系的混合，大大提高清洗效果，同时加入异构型的非离子表面活性剂，能够提高阴-阳离子表面活性剂在不同的环境下的复配稳定性，适用性更强，成本更低。
为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种表面活性剂增效型泡沫清洗剂，包括以下组分，按照摩尔质量百分比为：阴离子表面活性剂5-15％，阳离子表面活性剂5-15％，非离子表面活性剂5-15％，其他化学上可接受的物质0-50％，余量为水。
优选的，一种表面活性剂增效型泡沫清洗剂包括以下组分，按照摩尔质量百分比为：阴离子表面活性剂5-10％，阳离子表面活性剂5-10％，非离子表面活性剂5-10％，其他化学上可接受的物质0-50％，余量为水。
进一步的，所述阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂的摩尔比为1:1。
进一步的，所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、α-烯基磺酸钠、月桂醇醚硫酸钠、琥珀酸二辛酯磺酸钠中的一种或多种。
进一步的，所述阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵或硫酸钾酯铵、十六烷基三甲基氯化铵或硫酸钾酯铵、氯化双十二烷基二甲基双铵、氯化双十四烷基二甲基双铵、氯化双十二烷基二甲基羟丙基双铵中的一种或多种。
进一步的，所述非离子表面活性剂为异构醇聚氧乙烯醚、异构醇烷基糖苷和异构醇环氧烷中的任意一种或几种。
进一步的，所述异构醇聚氧乙烯醚为异辛醇聚氧乙烯醚、异构十醇聚氧乙烯醚和异构十三醇聚氧乙烯醚中的任意一种或几种。
进一步的，所述异构醇烷基糖苷为异辛醇烷基糖苷和异构十醇烷基糖苷中的任意一种或几种。
进一步的，所述异构醇环氧烷为异辛醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、异构十醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的任意一种或几种。
本发明其他化学上可接受的物质可包括pH调节剂、抗硬水剂、洗涤助剂、增溶剂、溶剂。
一种表面活性剂增效型泡沫清洗剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂依次加入至水中，并搅拌至完全溶解；
(2)向步骤(1)中的溶液中加入非离子表面活性剂，持续搅拌至充分溶解混合，得到泡沫清洗剂。
所述步骤(2)中，加入非离子表面活性剂之后，添加其他化学上可接受的物质充分溶解。
本发明中，非离子表面活性剂采用带支链的异构体，异构体中疏水基团空间排布更紧密，对阴阳离子表面活性剂形成的大胶团增溶效果更好；带支链的异构体疏水链更短，在水中的溶解性比相同碳数的直链更高，在水中单体量的浓度更大，润湿速度更快，从而与阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂混合后，能够提升清洗速率。异构体中支链越多，而乳化力随疏水基中支链数的增多而增大，乳化性能增大后，与清洗表面之间的动摩擦系数减小，从而去油能力更强。
本发明中，非离子表面活性剂中异构醇环氧烷中含有聚氧乙烯链和聚氧丙烯链，聚氧乙烯链可以抑制气液界面上阴离子表活中SO4 2-和Ca2+的结合，并使Ca2+部分迁移到水中，从而提升泡沫的耐硬水性能。
本发明中的非离子表面活性剂异构醇环氧烷主要含有环氧乙烷和环氧丙烷的缩合物，本发明中异构醇环氧烷的分子量为1000-3000，其中EO(环氧乙烷)/PO(环氧丙烷)的摩尔比为50-60:25-30，该结构使非离子表面活性剂的乳化性能进一步增强，同时润湿速度更快，更能清洁效果更好，稳定性也更好。
本发明表面活性剂增效型泡沫清洗剂及制备方法，其有益效果在于：
(1)本发明采用阴/阳/非离子表面活性剂复配形成三体系，能够提高阴离子和阳离子表面活性剂的表面活性，极大的降低CMC和表面张力，使用浓度更低，泡沫稳定性更好，润湿速度更快，乳化性能更好，清洗效果更快更好。
(2)本发明加入的非离子表面活性剂为异构醇聚氧乙烯醚、异构醇烷基糖苷和异构醇环氧烷。与阴阳离子表面活性剂混合后，能够使清洗剂的在高盐、高浓度或者强酸、强碱环境下均能够达到良好的稳定性，清洗剂的适用范围更广。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例对技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种表面活性剂增效型泡沫清洗剂，包括以下组分，按照摩尔质量百分比为：阴离子表面活性剂5-15％，阳离子表面活性剂5-15％，非离子表面活性剂5-15％，其他化学上可接受的物质0-50％，余量为水。
上述所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、α-烯基磺酸钠、月桂醇醚硫酸钠、琥珀酸二辛酯磺酸钠中的一种或多种。
上述所述阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵或硫酸钾酯铵、十六烷基三甲基氯化铵或硫酸钾酯铵、氯化双十二烷基二甲基双铵、氯化双十四烷基二甲基双铵、氯化双十二烷基二甲基羟丙基双铵中的一种或多种。
上述非离子表面活性剂为异构醇聚氧乙烯醚、异构醇烷基糖苷和异构醇环氧烷中的任意一种或几种。具体为异辛醇聚氧乙烯醚、异构十醇聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚、异辛醇烷基糖苷、异构十醇烷基糖苷、异辛醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、异构十醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的任意一种。
本发明中，其他化学上可接受的物质可为pH调节剂、抗硬水剂、洗涤助剂、增溶剂、溶剂中的任意一种或几种。
PH调节剂：0-20％；pH调节剂包括酸性调节剂和碱性调节剂，其中酸性调节剂为磷酸、硝酸、硫酸、醋酸、柠檬酸、山梨酸、马来酸、乳酸、酒石酸等；碱性调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、磷酸二氢钠等。
抗硬水剂：1-5％；主要包括乙二胺四乙酸二钠，氮川三乙酸钠中，2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸，羟基乙叉二磷酸中的一种或多种；
洗涤助剂：2-15％；主要包括三聚磷酸钠，柠檬酸钠，偏硅酸钠，环氧琥珀酸钠，尿素，聚丙烯酸钠等中的一种或多种。优选为三聚磷酸钠和聚丙烯酸钠按照1:1的比例混合。
增溶剂：0-5％；主要为对甲苯磺酸钠、异丙苯磺酸钠等。
溶剂：5-15％；主要丙二醇甲醚、二乙二醇丁醚等。
一种表面活性剂增效型泡沫清洗剂的制备方法为：
(1)将阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂依次加入至水中，并搅拌至完全溶解；
(2)向步骤(1)中的溶液中加入非离子表面活性剂，持续搅拌至充分溶解混合，得到泡沫清洗剂。
若需要加入其他化学上可接受的物质，则可在加入非离子表面活性剂之后，添加其他化学上可接受的物质充分溶解。
实施例1
一种表面活性剂增效型泡沫清洗剂，包括以下组分，按照摩尔质量百分比为：十二烷基硫酸钠10％，十二烷基三甲基氯化铵10％，异构十醇聚氧乙烯醚8％，氢氧化钠10％，羟基乙叉二磷酸2％，三聚磷酸钠5％，聚丙烯酸钠5％，丙二醇甲醚8％，余量为水。
实施例2
一种表面活性剂增效型泡沫清洗剂，包括以下组分，按照摩尔质量百分比为：月桂醇醚硫酸钠5％，十六烷基三甲基氯化铵5％，异辛醇聚氧乙烯醚5％，氢氧化钠10％，羟基乙叉二磷酸2％，三聚磷酸钠5％，聚丙烯酸钠5％，丙二醇甲醚8％，余量为水。
实施例3
一种表面活性剂增效型泡沫清洗剂，包括以下组分，按照摩尔质量百分比为：月桂醇醚硫酸钠10％，氯化双十二烷基二甲基双铵10％，异构十三醇聚氧乙烯醚15％，氢氧化钠10％，羟基乙叉二磷酸2％，三聚磷酸钠5％，聚丙烯酸钠5％，丙二醇甲醚8％，余量为水。
实施例4
一种表面活性剂增效型泡沫清洗剂，包括以下组分，按照摩尔质量百分比为：琥珀酸二辛酯磺酸钠8％，氯化双十四烷基二甲基双铵8％，异辛醇烷基糖苷10％，氢氧化钠10％，羟基乙叉二磷酸2％，三聚磷酸钠5％，聚丙烯酸钠5％，丙二醇甲醚8％，余量为水。
实施例5
一种表面活性剂增效型泡沫清洗剂，包括以下组分，按照摩尔质量百分比为：十二烷基硫酸钠10％，氯化双十二烷基二甲基羟丙基双铵10％，异构十醇烷基糖苷10％，氢氧化钠10％，羟基乙叉二磷酸2％，三聚磷酸钠5％，聚丙烯酸钠5％，丙二醇甲醚8％，余量为水。
实施例6
一种表面活性剂增效型泡沫清洗剂，包括以下组分，按照摩尔质量百分比为：α-烯基磺酸钠10％，十二烷基三甲基氯化铵10％，异辛醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚5％，氢氧化钠10％，羟基乙叉二磷酸2％，三聚磷酸钠5％，聚丙烯酸钠5％，丙二醇甲醚8％，余量为水。
实施例7
一种表面活性剂增效型泡沫清洗剂，包括以下组分，按照摩尔质量百分比为：月桂醇醚硫酸钠10％，十六烷基三甲基氯化铵10％，异构十醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚12％，氢氧化钠10％，羟基乙叉二磷酸2％，三聚磷酸钠5％，聚丙烯酸钠5％，丙二醇甲醚8％，余量为水。
实施例8
一种表面活性剂增效型泡沫清洗剂，包括以下组分，按照摩尔质量百分比为：琥珀酸二辛酯磺酸钠10％，氯化双十二烷基二甲基双铵10％，异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚10％，氢氧化钠10％，羟基乙叉二磷酸2％，三聚磷酸钠5％，聚丙烯酸钠5％，丙二醇甲醚8％，余量为水。
实施例9
一种表面活性剂增效型泡沫清洗剂，包括以下组分，按照摩尔质量百分比为：琥珀酸二辛酯磺酸钠12％，氯化双十四烷基二甲基双铵12％，异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚12％，氢氧化钠10％，羟基乙叉二磷酸2％，三聚磷酸钠5％，聚丙烯酸钠5％，丙二醇甲醚8％，余量为水。
实施例10
一种表面活性剂增效型泡沫清洗剂，包括以下组分，按照摩尔质量百分比为：十二烷基苯磺酸钠10％，氯化双十二烷基二甲基羟丙基双铵10％，异辛醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚10％，氢氧化钠10％，羟基乙叉二磷酸2％，三聚磷酸钠5％，聚丙烯酸钠5％，丙二醇甲醚8％，余量为水。
对比例
性能评价
一、稳定性考察
参考《GB/T 9985-2000手洗餐具用洗涤剂》，于-3℃～10℃的冰箱中放置24h，取出恢复至室温时观察无结晶，无沉淀；(40士1)℃的保温箱中放置24h，取出立即观察不分层，不混浊，且不改变气味。测试结果如表1所示：
| 组别 | 低温稳定性 | 高温稳定性 | 组别 | 低温稳定性 | 高温稳定性 |
| 实施例1 | 良好 | 良好 | 对比例1 | 良好 | 良好 |
| 实施例2 | 良好 | 良好 | 对比例2 | 良好 | 良好 |
| 实施例3 | 良好 | 良好 | 对比例3 | 良好 | 良好 |
| 实施例4 | 良好 | 良好 | 对比例4 | 浑浊 | 良好 |
| 实施例5 | 良好 | 良好 | 对比例5 | 分层 | 分层 |
| 实施例6 | 良好 | 良好 | 对比例6 | 良好 | 分层 |
| 实施例7 | 良好 | 良好 | 对比例7 | 浑浊 | 浑浊 |
| 实施例8 | 良好 | 良好 | 对比例8 | 浑浊 | 浑浊 |
| 实施例9 | 良好 | 良好 | 对比例9 | 浑浊 | 浑浊，分层 |
| 实施例10 | 良好 | 良好 | 对比例10 | 良好 | 分层 |
实施例1-10使用了特殊结构的非离子表面活性剂，在高碱含量和盐含量体系中(高含量氢氧化钠和磷酸盐)，低温、高温稳定性均表现良好，无分层、结晶、浑浊等情况。而对比例4-10使用了常规直链的非离子的表面活性剂，稳定性表现不佳。
本发明采用的特定的支链型非离子表面活性剂的泡沫稳定性均优于现有常规使用的直链型非离子表面活性剂。
二、发泡稳定性测试
表2泡沫清洗剂泡沫性能测定结果
实施例1-10和对比例4-10分别采用了阴/阳/异构非离子和阴/阳/常规非离子复配体系，泡沫高度和稳定性没有太大的差异。
从对比例1-3可以看出，阴/阳/非三种表面活性剂在缺少任意一种的情况下，泡沫的下降高度均大于实施例1的泡沫下降高度，即说明阴/阳/非体系的泡沫的稳定性更好。
三、表面张力和去污能力的测定
在25℃条件下，将实施例1-10和对比例1-10的清洗液浓度调整至测试浓度为0.5％,测试其表面张力。
参考《GB/T 11983-2008表面活性剂润湿力的测定浸没法》,考察25℃下样品溶液对标准圆帆片的润湿时间，测试质量浓度为0.5g/L，取10次测量的算术平均值作为所测样品的润湿时间。
参考《QBT 4314-2012食品工具和工业设备用碱性清洗剂》碱性泡沫清洗剂去污力；
去污能力增加空白对照，0.05％氢氧化钠作为参考，得到的结果如表3所示：
表3表面张力和去污力测试结果
从表3可知，本发明的泡沫清洗剂具有表面张力低、润湿时间短、去污力效果好的特点；从对比例1-3可以看出，阴/阳/非三种表面活性剂在缺少任意一种的情况下，表面性能、润湿性、去污力均逊色于实施例1-10，即说明阴/阳/非体系的清洗效果更好。
从实施例1-10和对比例4-10的表面张力、润湿时间和去污力测试结果可以看出，异构的非离子表面活性剂具有更低的表面张力，因此润湿速度更快，去污力也更强。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
最后应说明的是：本发明实施例公开的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各项实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各项实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种表面活性剂增效型泡沫清洗剂，其特征在于：包括以下组分，按照摩尔质量百分比为：阴离子表面活性剂5-15％，阳离子表面活性剂5-15％，非离子表面活性剂5-15％，其他化学上可接受的物质0-50％，余量为水。
2.根据权利要求1所述表面活性剂增效型泡沫清洗剂，其特征在于：所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、α-烯基磺酸钠、月桂醇醚硫酸钠、琥珀酸二辛酯磺酸钠中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述表面活性剂增效型泡沫清洗剂，其特征在于：所述阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵或硫酸钾酯铵、十六烷基三甲基氯化铵或硫酸钾酯铵、氯化双十二烷基二甲基双铵、氯化双十四烷基二甲基双铵、氯化双十二烷基二甲基羟丙基双铵中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述表面活性剂增效型泡沫清洗剂，其特征在于：所述阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂的摩尔比为1:1。
5.根据权利要求1所述表面活性剂增效型泡沫清洗剂，其特征在于：所述非离子表面活性剂为异构醇聚氧乙烯醚、异构醇烷基糖苷和异构醇环氧烷中的任意一种或几种。
6.根据权利要求4所述表面活性剂增效型泡沫清洗剂，其特征在于：所述异构醇聚氧乙烯醚为异辛醇聚氧乙烯醚、异构十醇聚氧乙烯醚和异构十三醇聚氧乙烯醚中的任意一种或几种。
7.根据权利要求4所述表面活性剂增效型泡沫清洗剂，其特征在于：所述异构醇烷基糖苷为异辛醇烷基糖苷和异构十醇烷基糖苷中的任意一种或几种。
8.根据权利要求4所述表面活性剂增效型泡沫清洗剂，其特征在于：所述异构醇环氧烷为异辛醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、异构十醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的任意一种或几种。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的表面活性剂增效型泡沫清洗剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂依次加入至水中，并搅拌至完全溶解；
(2)向步骤(1)中的溶液中加入非离子表面活性剂，持续搅拌至充分溶解混合，得到泡沫清洗剂。
10.根据权利要求9所述表面活性剂增效型泡沫清洗剂的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中，加入非离子表面活性剂之后，添加其他化学上可接受的物质充分溶解。
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